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第一章 超导机理 1
1-1 金属的导电性 1
1-2 超导现象——完全导电性 4
1-3 完全反磁性——迈斯纳效应 9
1-4 超导相变及热力学性质 10
1-5 二流体模型 16
1-6 超导体的电磁性质——伦敦理论 19
一、超导体中磁场的透入——伦敦方程 19
二、超导体内的电流分布 22
1-7 非局域效应与相干长度——皮帕方程 23
1-8 超导体的中间态 24
1-9 磁通量子化 37
1-10 约瑟夫逊效应 39
1-11 超导微观理论——BCS理论 40
第二章 超导线材 47
2-1 超导体的分类 47
2-2 理想的第二类超导体 50
一、磁化曲线 50
二、金兹伯—朗道方程 51
三、界面能 56
四、混合态的磁结构 58
五、临界磁场 60
2-3 非理想的第二类超导体 63
一、硬超导体的特性 63
二、钉扎效应及钉扎力 65
三、临界态——比恩—伦敦模型 70
四、磁通跳跃 72
2-4 超导体的不稳定现象 75
一、电流退化现象 75
二、低磁场下的不稳定性 76
三、锻炼效应 77
2-5 稳定化技术 78
一、动态稳定化 78
二、绝热稳定化 83
三、完全稳定的超导线 85
2-6 实用超导线 86
一、合金系超导线 86
二、化合物系超导线 89
2-7 交流超导线 90
一、弱磁场下的交流损耗 91
二、强磁场下的交流损耗 92
三、多芯细丝复合超导线的交流特性 97
第三章 低温技术 101
3-1 液氦 101
3-2 低温的获得 106
一、利用焦耳—汤姆逊效应制冷 106
二、膨胀机制冷 110
3-3 氦液化器 115
一、级联式氦液化器(林德型液化器) 115
二、带膨胀机的氦液化器(克劳德型液化器) 116
一、贮液杜瓦容器 118
3-4 低温容器 118
二、低温恒温器 119
3-5 低温测量 120
一、低温温度测量 120
二、液面测量 123
第四章 超导应用 126
4-1 电力方面的应用 126
一、超导电力电缆 126
二、超导变压器 134
三、超导限流器 135
四、超导贮能装置 136
五、超导磁流体发电机 138
4-2 交通运输上的应用 141
一、超导磁浮列车 141
二、超导船舶推进 147
4-3 超导强磁的其它应用 148
一、超导磁分离装置 148
二、超导核磁共振成像(NMR-CT)装置 150
三、超导核磁共振(NMR)谱仪 153
四、热核聚变装置 154
4-4 超导的弱电应用 159
一、超灵敏的磁、电测量仪器 160
二、微波器件和红外探测器 163
三、超导快速信号处理器 165
四、计量标准 167
五、超导电子计算机 168
六、超导放大器 169
七、超导天线 172
八、超导磁屏蔽 174
九、超导陀螺仪 175
第五章 直流超导电机 176
5-1 概述 176
一、盘形超导单极电机 182
5-2 超导单极电机的结构 182
二、筒形超导单极电机 184
5-3 直流超导电机的磁场屏蔽 186
5-4 旋转集流装置 187
一、常规电刷与集流环 188
二、炭纤维电刷与集流环 189
三、液态金属集电环 190
5-5 超导单极电机的励磁磁场计算 197
6-1 超导汽轮发电机概述 200
一、超导汽轮发电机的发展概况 200
第六章 超导汽轮发电机的结构 200
二、超导汽轮发电机的经济性 207
6-2 超导汽轮发电机的基本结构原理 207
6-3 定子结构 212
6-4 转子结构 222
一、超导励磁绕组 226
二、热辐射屏 229
三、力矩管 231
四、轴端热交换器 232
五、真空绝热及密封 233
六、轴向冷收缩的补偿结构 235
七、电磁阻尼屏 237
八、励磁绕组引线 239
九、具有惯性转子部件的新颖转子结构 249
十、具有导磁转子外层的转子结构 251
6-5 氦传输装置 251
第七章 超导同步电机的电磁场及参数 256
7-1 超导同步电机磁场的两维解 256
一、励磁磁场的分析 256
二、电枢磁场的分析 265
一、电枢磁场的分析 271
7-2 超导同步电机磁场的三维解 271
二、励磁磁场的分析 279
7-3 超导汽轮发电机中的磁场分布 282
7-4 电感计算 285
一、励磁绕组的自感Lf 285
二、电枢绕组一相的自感La 286
三、电枢绕组相与相间的互感Mab 286
四、励磁绕组与一相电枢绕组间的互感Mfa 287
五、转子阻尼屏的自感系数LD/N? 287
六、转子阻尼屏与励磁绕组间的互感系数MDf/Ne 287
7-5 电抗计算 288
七、转子阻尼屏与一相电枢绕组间的互感系数MDa/Ne 288
一、直轴同步电抗xd 289
二、交轴同步电抗xq 289
三、直轴瞬变电抗x′d 289
四、交轴瞬变电抗x′q 290
五、直轴超瞬变电抗x″d 290
八、逆序电抗x2 291
九、零序电抗x0 291
七、顺序电抗x1 291
六、交轴超瞬变电抗x″q 291
第八章 超导同步发电机的特性及转子阻尼、屏蔽系统 292
8-1 超导同步发电机系统的数学模型 292
一、超导同步发电机的数学模型 292
二、电力系统的数学模型 296
三、发电机组的运动方程 297
8-2 相量图及容量、效率计算 298
一、超导同步发电机的相量图 298
二、容量、损耗及效率计算 303
8-3 超导同步发电机的稳态特性 306
一、空载特性E0=f(If) 306
三、负载特性V=f(If) 307
二、三相稳态短路特性IK=f(If) 307
四、发电机的电压变化率△V 308
五、V形曲线I=f(If) 308
六、稳态电磁力 309
8-4 超导同步发电机的暂态特性 312
一、电压上升特性 312
二、三相突发短路特性 315
三、故障排除的临界时间tc 317
四、暂态转矩及暂态电磁力 318
五、转子阻尼屏中的涡流损耗 323
六、短路故障引起的励磁电流变化 324
8-5 转子阻尼、屏蔽系统概述 325
8-6 转子屏蔽系统的电磁场分析 327
8-7 超导励磁绕组的屏蔽 333
一、屏蔽率s(f) 333
二、屏蔽后的转子磁场阶跃响应 336
三、外磁屏及励磁绕组对转子屏蔽的影响 337
8-8 电机转子振荡的阻尼 339
8-9 超导汽轮发电机的实际数据 345
一、我国研制的超导汽轮发电机的数据 345
二、国外超导汽轮发电机的数据 347
参考文献 353